CN1035853C - 气体绝缘开关装置 - Google Patents

Abstract

气体绝缘开关装置的三相断路器装在充有绝缘气体的圆筒型密封外壳中，断路器一端与主母线连接，主母线设在外壳外，一个公用外壳附在密封外壳的一侧向上延伸。主母线的接地外壳通过绝缘垫片与公用外壳相连。电流互感器设置在外壳中，提高了绝缘的可靠性，将这种布置使密封外壳尺寸减小，因此整个开关更紧凑。

Description

气体绝缘开关装置

本发明涉及气体绝缘开关装置(简称为GIS)，特别是涉及到这样一种结构的气体绝缘开关装置，即在这种结构中多个主母线与一个未分离的三相式气体断路器相连接。

在一个已知型式的气体绝缘开关装置中，使用了一个未分离的三相式电路断路器，构造这种断路器以致于三相断路器被设置在一个密封圆柱形外壳里并沿着它的轴向布置，以便于被安置在一个两侧对称的或等边三角形的顶部。然而，每相断路器利用这样一种方式以致于它的一端被连接到一个或多个主母线上，而另一端被连接到一个出口端上，如一个电缆头或一个带有母线导体的主母线上，该母线导体安放在一个接地外壳里，绝缘气体被密封在该接地外壳里。

通常，这种型式的气体绝缘开关装置的主母线和出口端通过一个直立式密封外壳被连接，在该密封外壳的两侧设有由连接法兰盘形成的开口，绝缘垫片被附装到连接法兰盘上，并有电流载体被封装包括在其中。一种绝缘气体如SF₆密封在外壳里并且该外壳是牢牢地密封着。多个主母线被连接到这种密封外壳的一侧，每个主母线由一个单独的连接法兰盘来连接，该连接法兰盘被安置在外壳的纵向上，并且公用导体沿着密封外壳里的断路器被设置，该公用导体是用以把每个主母线和每个断路器的一端连接起来(参阅JP-A-60-183910)。

然而，就仅仅监视电缆头侧状态的一种型式来说，在垂直的连接导体上安装一个电流互感器能够实现这种监视，该连接导体是从在一个密封外壳里的每个断路器上过来的(参阅JP-A-60-183908)。就监视电缆头侧和主母线侧状态的另一种型式来说，在连接导体上设置一个电流互感器能够实现这个监视，该连接导体连接到每个断路器的每一端上，由此在一密封外壳的上部和下部分散地安置电流互感器，或在连接法兰盘的密封外壳侧设置电流互感器也能够实现这种监视(参阅JP-A-60-213208和JP-U-62-98410)。这些构造是利用以互连主母线的母线连接气体绝缘开关装置相同的。

因此，由于各相断路器的布置，公用导体，如用以连接断路器到主母线上的连接导体，电流互感器等都设置在上述提及的一个密封外壳里，上面描述的通用型式的气体绝缘开关装置是不利的，在于这些部件之间的绝缘距离，特别是在主母线侧连接导体之间的绝缘距离必须被保证，因此就需要增加密封外壳的直径来增加适应的空间，并且由此相应地增加了整个气体绝缘开关装置的尺寸。就每相的互感器被安置在连接导体上的结构来说，其中装上的该连接导体是从每个断路器的端部来的，由此把电流互感器安置在断路器的上方和下方，不仅密封外壳的高度尺寸增加，而且必须采取一个措施，以防止在断路器的操作期间由于吹灭电弧而引起的高温气体的影响。进一步来说，就电流互感器被设置在由密封外壳里提供的连接法兰部分里的结构来说，考虑到需要的容纳空间，必须增加多个主母线结构的装置的整个尺寸。

本发明的目的是提供一种改进的气体绝缘开关装置，该装置在全部的结构上被做得更小和更紧凑。

本发明的另一个目的是提供一种改进的气体绝缘开关装置，它被这样设计以致于用以把外面的主母线和密封外壳内的断路器连接起来的导体的安装位置被合适地选择，因此改进了绝缘特性的可靠性。

本发明的再一个目的是提供一种改进的气体绝缘开关装置，该装置保证安置在多个主母线一侧导体上的电流互感器的一个合适的布置。

为了实现上述目的，根据本发明将提供这样一种结构的气体绝缘开关装置，在该结构中，多个主母线按次序沿着高度方向被设置在一个圆柱密封外壳的一侧，该密封外壳包含有三相断路器，并且至少每个断路器的一端通过导体被连接到相应的主母线上，因此，每个主母线的一个接地外壳通过一个绝缘垫片被附装到一个公用外壳上，该公用外壳在主母线侧被附装到密封外壳的一边，并在高度方向上延伸，并且在断路器的端子和主母线的母线导体之间的连接导体被插入到公用外壳里，或电流互感器被设置在公用外壳里。

从上面所述将看到，由于公用外壳被安置在密封外壳的一侧上和从断路器的端子过来的连接导体被插入到公用外壳里用以和主母线的母线导体相连接，密封外壳被减少到截面积足够并排设置三相断路器的尺寸，由此使整个气体绝缘开关装置做的更紧凑和更小。由于连接导体和电流互感器也被设置在公用外壳里以便于与断路器隔离，所以改进了绝缘特性的可靠性和合适地设置电流互感器是可能的。

图1所示是根据本发明的一个实施例的一个气体绝缘开关装置的剖视图；

图2表示从图1的线A-A方向看的示意图；

图3到图8是表示根据本发明的另外实施例的气体绝缘开关装置的剖视图。

最佳实施例的描述：

本发明的一个气体绝缘开关装置的最佳实施例将结合附图1至3进行描述。

在根据本发明的表示在图1和图2中的气体绝缘开关装置的第一个实施例中，使用了一个圆筒形的密封外壳1，在外壳1里密封有绝缘气体，并且通常密封外壳1被制成一个圆柱形以一个直立型式安置在表面上。密封外壳1包括三相断路器2，该三相断路2沿着外壳的纵向(或轴向)延伸且平行地被安置，正象通常使用的方式一样，并且象所公知的一样，每个断路器2的下端侧由一个在密封外壳1的底部上的绝缘支承物11来支撑住，以便为了由一个操作单元1A来开、合断路器，操作单元1A要装在密封外壳1的侧面。与密封外壳1的一侧(主母线侧)相连接的是一个公用外壳4，该外壳4将在以后描述，并且一个支路外壳3利用焊接，或同类方法被坚固地连接在密封外壳1的上部的另一侧(出口端侧)。支路外壳3和公用外壳4与密封外壳1的纵向(轴向)为垂直排列。

支路外壳3在靠近密封外壳1里的断路器2上端的一个相对位置上连接，且线路侧的连接导体7被延伸到支路外壳3中以便与一个电流互感器5啮合，设置电流互感器5是为了检测线路侧的故障。支路外壳3的自由端侧用一个常用绝缘垫片9严密地密封起来，并且与垫片9连接的部分是一个线路外壳10，在该外壳10中，设置了电缆头12，该电缆头12与作为输出端的线路侧连接导体7和接地开关9a，9c，及用来隔离线路侧连接导体侧和电缆头侧的隔离开关相连接。安置在线路侧外壳10内的输出端不限于电缆头12，并且一个套管12A也可被利用正如点线所示。

在两个主母线(双母线)10a和10b侧，公用外壳4被制成这一种型状，即在密封外壳1的高度方向(纵向)上延伸，并且与密封外壳1坚固地焊接在一起或类似的方法，上述两个主母线10a和10b在与立式密封外壳1的垂直轴相垂直的方向上延伸，并且一个母线安置在另外一个母线上方。然后连接导体8a被安置在公用外壳4里，连接导体8a与断路器2的下端和主母线侧电流互感器6相连接，其中每一个电流互感器6都固定在连接导体8a上。公用连接导体8b也被安置在公用外壳4内，每个连接导体8b在其一端与连接导体8a相连，并且在纵向上延伸，实质上平行于密封外壳1。在公用外壳4的自由端侧上形成的每个开口利用一个常用的绝缘垫片密封起来，并且在主母线10a和10b侧的接地外壳通过绝缘垫片8与这些开口相连接。在公用外壳4里纵向延伸的每个公用连接导体8b通过隔离开关单独地与相关联的主母线10a和10b的载流导体相连接。用以主母线10a和10b的公用接地开关9b也被安置在公用外壳4的上端部，用来和公用连接导体8b相对的连接。

图2所示了一例子，本发明的公用外壳4是在密封外壳1的纵向上延伸的并且在其截面上例如有一个椭圆的型状，并且在其自由端侧上形成部分和连接法兰13一起被使用，该法兰盘13按照次序被连接到绝缘垫片8和主母线接地开关上。由于公用外壳4被提供是为了这种目的，也就是：各相断路器2被设置在密封外壳1里，而不受其组成部件的影响，所以，即使在截面上形成一长方形状，允许三相的公用连接导体8b并列设置，也不会引起问题。

由于用这种方法在密封外壳1的主母线侧设置了公用外壳4，因此密封外壳1能够被形成一个具有一截面的圆筒型状(通常是园柱形)，它仅仅考虑到三相断路器2的绝缘，并且密封外壳1的尺寸也能够被减少，以致于它的截面积，例如相当大地被减少到小于通常的密封外壳的75％，这样，气体绝缘开关装置的尺寸(特别是安置面积)能够被减少。由于电流互感器5和6也没有设置在密封外壳1里，所以消除了在断路期间由于高温绝缘气体所引起的任何绝缘问题的危险。另外，由于利用了设置在公用外壳4内纵向延伸的公用连接导体8b，与主母线10a和10b的连接等等被简化了，并且即使在主母线之一里产生故障，这个装置也能够被使用，而对另外一条主母线不产生任何影响。然而，由于接地开关9a至9c分别地被设置在公用外壳4并且与支路外壳3相连的线路侧外壳10上，所以维修和检查以及装配和拆卸操作等都能够容易地被进行。

图3所示的本发明的实施例不同于图1所示的实施例，也就是为了维修和检查的目的，接地开关9a的安装位置改变了。更具体讲，该实施例在结构上是相同之处是，在密封外壳1的两侧分别地设置线路侧支路外壳3和双母线侧公用外壳4，使得它们的轴线与密封外壳1的轴线相垂直，如图1所示的情况，电流互感器5和6，连接导体7和8a及公用连接导体8b分别地被设置在外壳3和4里面，并且为了维修和检查的目的，接地开关9b被安置在双母线侧的公用外壳4上，为维修和检查的目的，线路侧接地开关9a被安置在密封外壳1的上端上。由此结构，线路侧外壳10的尺寸能够被提高而不改变密封外壳1本身的高度，并且电缆头12的位置能够被提高。这样一来将有一个简化电缆头12的处理的结果。

现在参考图4，它表示了根据本发明的气体绝缘开关装置的另一个实施例，这个实施例除了在出口端侧部分改进以外，在结构上实际与上述实施例是相同的。在这个实施例中，安置在密封外壳1上的线路侧支路外壳3象公用外壳4一样被放在同一主母线侧，并且为了在支路外壳3中安置延长导体15，利用了中间外壳14以便于在离密封外壳上的最远位置上安置线路侧外壳10。

对于线路侧出口端在与主母线10a和10b的相同侧设置了这样对壳，甚至在出口端必须被安置在与主母线的相同侧的情况下，本发明仍然能够被应用而不丧失前面提及的特征。

图5所示的本发明的实施例中，它表示出当密封外壳1的高度被增加时所需装置的一个例子。因此，这个实施例实际上和图4中的实施例的结构相同，差别仅仅是，该装置被设计成为一个水平型式，并在密封外壳1的上方安置双主母线10a和10b。因此，线路侧外壳10可以从上面弯曲成一个直角，如实线所示，或可局部地改进，以便安排在密封外壳1的延伸管路上，如虚线所示。

由于设计园筒型密封外壳1作一个水平结构，其结果是不仅所有的高度尺寸被减少因而改进了抗震性和连接到在密封外壳1的上表面上纵向延伸的公用外壳4上的两个主母线10a和10b被安装在相同的水平上，而且主母线10a和10b通过公用外壳4被支承在密封外壳1上。

在上面图1到图5中所描述的气体绝缘开关装置的实施例中，双主母线侧公用外壳4是由多个连接法兰盘13形成的，因而允许主母线10a和10b各自进行直接连接，并且为了维修和检查的目的，电流互感器6和母线侧公用接地开关9b在主母线侧的公用外壳4里被安置在彼此远离的位置上，因此使内部的连接导体8a和公用连接导体8b的安排和设置成为最简单，简化了安装操作，并且从绝缘特性的观点来看改进了可靠性。

参考图6表示了本发明的另一个实施例，这个实施例仅仅是相对于公用外壳4的尺寸不同于前述的实施例。换句话说，在这个实施例中，附装在密封外壳1一侧的公用外壳4被制成，以便在密封外壳1的纵向上延伸它的尺寸和由此允许由点划线所示的一个第三主母线的连接，作为附加到延伸部分的主母线。为此，公用连接导体8b在公用外壳4内沿纵向也被加长。设置接地开关9b以便于相对于公用连接导体8b横向地被安置，类似地，线路侧接地开关9a设置在密封外壳1的上部，以便于横向地相对于线路侧连接导体7，因此使用它们共同的操作装置(未图示)成为可能，对于导体7和8a，线路侧支路外壳3和公用外壳4分别地被附装在由密封外壳1的上部和下部形成的开口的位置上，并且为了坚固地安装就位电流互感器5和6，利用了由这些开口形成的外壳1的各边测，因此简化了它们的安装操作。

上述图6中所示的气体绝缘开关装置的构造是非常有效的，因为实际上为了增加主母线数的目的，能够有效地使用这种构造的气体绝缘开关装置，主母线数是对应于在气体绝缘开关装置安装以后对于电力需要的增加而增加，或为了维修和检查的目的而附装备用的主母线等。

图7中所示的气体绝缘开关装置的实施例不同于图6中的实施例，因为附装在密封外壳1一侧的公用外壳4被分成为附装在密封对壳1上的第一外壳部分4A和与第一外壳部分4A连接的第二外壳部分4B，并且外壳部分4B具有连接到主母线10a和10b上的连接法兰盘13。公用连接导体8b被设置在第一外壳部分4A中，且沿着密封外壳1的纵向上的连接导体8a延伸，并且电流互感器6A和6B被设置在第二外壳4B内，电流互感器6A和6B分别地被固定在母线侧导体8c和8d上，导体8c和8d与公用连接导体8b相连接。

借助于这样构成的公用外壳4，最初仅仅需要把第一外壳部分4A附装到密封外壳1上，结果就使制造简化了，并且电流互感器6A和6B能够分别独立地安置在主母线10a和10b的一侧上，因此能够保证正确辨别故障母线。

图8示出了本发明的另一个实施例，这个实施例示出了一种情况，即本发明适用于一个母线连接气体绝缘开关装置。因此，一个公用外壳4仅仅被附装在一个直立型园柱密封外壳1的一侧，并且在公用外壳4的自由端侧表面上形成了三个连接法兰盘，包括一个备用的。分别地与断路器2的上端和下端相连的连接导体7a和8a被包含在公用外壳4里并在其中延伸，电流互感器6a和6分别适当地被安置在导体7a和8a上。主母线10a和10b的每一个接地外壳通过一个绝缘垫片8被耦合和电连接到连接法兰盘13的之一上，并且一个密封片16被牢固地固定在备用主母线连接法兰盘13部分上，它由点划线所示。在图8所示的实施例中，公用连接导体7b同前面提及的公用连接导体一样为与备用主母线连接而被设置。由于这个实施例是一个母线连接气体绝缘开关装置，所以对于主母线10a和10b的接地开关9a和9b被安置在密封外壳1侧。

因此它将被看到，类似于前面提及的实施例的效果由应用本发明到一个母线连接气体绝缘开关装置上也能够达到。

根据本发明的一个气体绝缘开关装置，由于一个公用外壳被附装到一个密封外壳的一侧，并在纵向上延伸，从各断路器端子来的连接导体和公用连接导体被设置在公用外壳里用以和主母线连接，它足以使密封外壳制成一个圆桶或圆柱形，且具有充足的截面以允许三相断路器并置在密封外壳中，其结果是，容纳断路器的密封外壳的尺寸能够相当大地减少，并且气体绝缘开关装置的整个安装面积也能够显著地减少。

进一步，由于这些部件如电流互感器，各种导体和附件能够安置在公用外壳里，因此这些部件在切断电路时间中不受到高温的影响，并且气体绝缘开关装置的绝缘可靠性得到改善。

更进一步来说，电流互感器即能够安置在主母线侧，也能够安置在出口端侧而不具有任何困难，这对于气体绝缘开关装置的保护是非常有效的。

Claims (3)

1.一种气体绝缘开关装置包括：

一个圆筒形式的密封外壳，在该密封外壳中密封有一种绝缘气体；

三相断路器被容纳在所述的密封外壳中；

多个主母线，其中每个母线被连接到所述的三相断路器的每个断路器的至少一个端上，所述的主母线被安置在所述的密封外壳的一侧；

其特征为，

一个公用外壳，该公用外壳在所述的主母线侧被附装到所述的密封外壳的所述一侧上，并在所述的密封外壳的高度方向上延伸；

每个所述的主母线通过一个绝缘垫片被连接到所述的公用外壳上；

所述的公用外壳里包含多个连接导体，其中每个连接导体的设置是为了把一个所述断路器的端子和所述的主母线连接起来。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：分别地固定在所述连接导体上的多个电流互感器被安置在所述公用外壳里。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述固定在所述连接导体上的电流互感器被固装于所述密封外壳的侧面。

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